ĐỒ ÁN HỆ THỐNG BÔI TRƠN CỦA ĐỘNG CƠ XE TOYOTA VIOS

1

MỤC LỤC
MỤC LỤC.........................................................................................................1
CHƯƠNG 1......................................................................................................5
TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ XE TOYOTA VIOS 1.5G 2007......................5
1.1.Mục đích – ý nghĩa của đề tài....................................................................5
1.2. Giới thiệu về động cơ Toyota vios 1.5G 2007...........................................6
1.3.Tổng quan về hệ thống bôi trơn động cơ đốt trong..................................7
1.3.1.Nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn........................................................................................7
1.3.2.Yêu cầu................................................................................................................................9
1.3.3.Thông số sử dụng và tính chất của dầu bôi trơn............................................................10
1.3.4.Các phương án bôi trơn trên động cơ ô tô......................................................................11

CHƯƠNG 2....................................................................................................20
SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG BÔI
TRƠN CỦA ĐỘNG CƠ XE TOYOTA VIOS 1.5G 2007..............................20
2.1.Khái quát chung.......................................................................................20
2.2.Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn xe Toyota
vios 1.5G 2007................................................................................................21
2.2.1. Bôi trơn trục khuỷu- thanh truyền.................................................................................24
2.2.2.Bôi trơn Piston..................................................................................................................26
2.2.3. Bôi trơn cơ cấu phân phối khí.........................................................................................28

2.3.Kết cấu các bộ phận chính của hệ thống bôi trơn..................................28
2.3.1.Phao hút dầu.....................................................................................................................28
2.3.2.Bơm dầu nhờn...................................................................................................................28
2.3.3.Bầu lọc dầu........................................................................................................................30

CHƯƠNG 3....................................................................................................34
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG BÔI TRƠN CỦA ĐỘNG CƠ

XE TOYOTA VIOS 1.5G 2007......................................................................34


2
3.1Tính toán ổ trượt.......................................................................................34
3.1.1.Các thông số cơ bản của ổ trượt hình trụ.......................................................................35
3.1.2.Điều kiện hình thành màng dầu chịu tải.........................................................................36
3.1.3.Tính kiểm tra màng dầu...................................................................................................37

3.2.Tính toán bơm dầu...................................................................................41
3.2.1.Các thông số của bơm dầu...............................................................................................41
3.2.2.Tính lưu lượng bơm dầu..................................................................................................41

3.3.Tính toán lượng dầu trong Cácte............................................................44
3.4. Tính toán bầu lọc....................................................................................44
CHƯƠNG 4....................................................................................................46
QUY TRÌNH KIỂM TRA BÀO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG BÔI
TRƠN CỦA ĐỘNG CƠ XE TOYOTA VIOS 1.5G 2007..............................46
4.1.Các nguyên nhân hư hỏng của hệ thống................................................46
4.2.Các nguyên nhân hư hỏng của các cụm chi tiết trong hệ thống bôi trơn
xe Toyota vios.................................................................................................47
4.2.1.Các dạng hư hỏng của bơm dầu......................................................................................47
4.2.2. Các dạng hư hỏng của bầu lọc........................................................................................48
4.2.3.Các hư hỏng của van an toàn...........................................................................................49

4.3.Quy trình tháo lắp kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng các cụm chi tiết trong
hệ thống bôi trơn............................................................................................49
4.3.1.Quy trình tháo lắp sửa chữa bơm bánh răng dầu nhờn................................................49
4.3.2.Quy trình tháo lắp sửa chữa hư hỏng lọc........................................................................56
4.3.3.Quy trình bảo dưỡng và thay dầu động cơ.....................................................................58

4.4.Yêu cầu kỹ thuật để kiểm nghiệm sau khi hệ thống đã được sửa chữa 64

LỜI MỞ ĐẦU


3

Trong những năm gần đây ngành công nghiệp ô tô thế giới phát truyển
không ngừng theo hướng áp dụng ngày càng cao các tiến bộ khoa học công
nghệ đặc biệt là lĩnh vực tin học vào các trang thiết bị hệ thống trên xe nhằm
tối ưu hóa quá trình hoạt động và nâng cao quá trình sử dụng, nghành công
nghiệp ô tô nước ta có những bước phát truyển nhằm đáp ứng nhu cầu đi lại
ngày càng tăng của nhân dân.
Để đáp ứng nhu cầu đó , động cơ đốt trong ngày nay đang phát truyển
mạnh,giữ vai trò quan trọng trong các ngành kinh tế quốc dân như nông
nghiệp,giao thông vận tải, đường bộ, đường săt,đường biển, đường không..…
Để thuận tiện cho sự phát truyển của động cơ nói chung và ngành công
nghiệp ô tô nói riêng người ta chia động cơ đốt trong củng như ngành ô tô
thành nhiều hệ thống phục vụ cho sự nghiên cứu như : hệ thống nhiên liệu ,hệ
thống bôi trơn, hệ thống làm mát…..Trong mổi hệ thống đều có một vai trò
nhất định, trong đó hệ thống bôi trơn là một trong những hệ thống chính của
động cơ.
Em chọn đề tài “NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN XE
TOYOTA VIOS” với động cơ 1 NZ- FE ,vì đây là một đề tài nó giúp em
củng cố kiến thức đã học , biết đi sâu tìm hiểu các hệ thống khác . Em chọn
mảng đề tài này không ngoài mục đích đó, bên cạnh đó còn để giúp em nâng
cao kiến thức phục vụ tốt hơn cho công việc sau này khi ra trường. em chọn
TOYOTA vì đây là một trong những xe hiện đại được láp ráp tại Việt Nam.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn CHU ĐỨC HÙNG đã

tận tình hướng dẫn. cùng sự gúp đỡ chỉ bảo các thầy giáo trong khoa công
nghệ ô tô.
Trong quá trình nghiên cứu và làm đồ án không thể tránh khỏi những
thiếu sót. kính mong được sự quan tâm chỉ bảo của các thầy để em được hiểu
sâu hơn về vấn đề này.
Hà Nội, ngày 5 tháng 5 năm 2015
Sinh viên
Phạm Văn Tài


4


5
CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ XE TOYOTA VIOS 1.5G 2007
1.1.

Mục đích – ý nghĩa của đề tài
Ngày nay, động cơ đốt trong đã phát triển rộng khắp trên mọi lĩnh vực:

giao thông vận tải (đường bộ, đường sắt, đường thuỷ, hàng không,...), nông
nghiệp, công nghiệp, xây dựng, quốc phòng...
Ngoài việc được sử dụng song hành với các loại động cơ nhiệt khác
trong một số lĩnh vực, cho đến nay động cơ đốt trong là động cơ chủ yếu
được sử dụng. Tổng công suất do động cơ đốt trong tạo ra chiếm khoảng 90%
công suất thiết bị động lực do mọi nguồn năng lượng tạo ra (bao gồm: nhiệt
năng, thuỷ năng, năng lượng nguyên tử, năng lượng mặt trời...). Trong đó,
động cơ đốt trong loại pittông có hiệu suất cao nhất trong các loại động cơ đốt
trong, chiếm số lượng lớn nhất và được sử dụng rộng rãi nhất. Vì thế, thuật

ngữ “động cơ đốt trong” còn có ý dùng ngắn ngọn để chỉ động cơ đốt trong
loại pittông, ngoài ý chỉ tổng quát về động cơ đốt trong.
Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, người ta phân ra trong động cơ đốt
trong làm nhiều hệ thống như: hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát, hệ thống
nhiên liệu... mỗi hệ thống đều có tầm quan trọng nhất định. Trong đó, hệ
thống bôi trơn là một trong những hệ thống chính của động cơ đốt trong.
Trong quá trình học tập các môn học chuyên ngành về động cơ đốt
trong, đồ án tốt nghiệp với đề tài khảo sát, mà cụ thể là khảo sát một hệ thống
bất kỳ của động cơ đốt trong giúp cho sinh viên biết cách tìm hiểu một trong
các hệ thống đó, trên cơ sở khảo sát tương tự sẽ nắm bắt sâu hơn các hệ thống
khác của động cơ đốt trong.
Ngoài ra, việc khảo sát này còn giúp cho sinh viên có thêm kinh nghiệm,
biết hướng để đi sâu tìm hiểu một hệ thống bất kỳ trong đột cơ đốt trong.
Do vậy, đề tài khảo sát hệ thống bôi trơn là một trong những đề tài đã
nói trên.


6
1.2.

Giới thiệu về động cơ Toyota vios 1.5G 2007
Mẫu xe Toyota Vios được giới thiệu lần đầu vào năm 2003 bởi Toyota

soluna, vios được biết đến là một chiếc subcompact cả dòng sedan 4 cửa,tiêu
thụ ở thị trường Đông Nam Á và Trung Quốc.
Chiếc Vios được lắp rắp đầu tin tại Thái Lan , mẫu Vios ở thi trường
Thái Lan, Indonexia, Singapore, Brunei, Malaysia và Đài loan được trang bị
động cơ 1 NZ-FE 1.51,16 valve, DHOC cùng hệ thống VVV-i.
Mẫu Vios với động cơ 2 NZ-FE nhỏ hơn với dung tích 1.31 được bán ở
Philippines. Ở thị trường Trung Quốc vios được trang bị động cơ 8A-FE

Ngày 20/9/2007 công ty Toyota cho ra mắt vios ở thị trường Việt Nam
với 3 mẫu gồm limo,1.5G và 1.5E . So với phiên bản cũ thì Vios năm 2007
được cải tiến nhiều hơn về mặt nội thất và ngoại thất, song các kỹ sư vẫn giữ
nguyên động cơ 1.5 lít DOHC, trang bị hệ thống VVT-i trên chiếc sedan bé
nhỏ. Vios 2007 tích hợp với những chức năng hiện đại phù hợp với người việt
cả về chức năng cũng như giá thành
• Ý nghĩa của tên động cơ : 1NZ- FE
1 : Thế hệ động cơ
NZ : Họ động cơ
F : Kiểm soát chặt chẽ góc mở cam DHOC
E : Phun nhiên liệu điện tử
Được ra mắt vào năm 1997 đến năm 2003 được trang bị trên mẫu sedan
Vios .Động cơ 1 NZ- FE khá ấn tượng với dung tích xy lanh 1947 cc được
trang bị cam kép,với hệ thống đều khiển điện tử đều khiển van nạp biến thiên
VVT-i ( variabl valve timing with intelligence). Sản sinh ra công suất 107 mã
lực ở mức 6000 ( vòng/ phút) và mô men xoán cực đại cực đại 145 Nm ở số
vòng quay 4400 vòng / phút ngoài ra , động cơ 1 NZ-FE còn được trang bị hệ
thống phun nhiên liệu điện tử EFI cùng hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS.


7
Năm 2007 đông cơ 1 NZ- FE trang bị trên phiên bản VIOS 2007 được
hoàn thiện hơn với hệ thống đều khiển bướm ga điện tử ETCS- I cùng với
cảm biến bàn đạp ga kiểu hall động cơ đặt tiêu chuẩn khí xã EUTO IV.
Loại động cơ

1NZ – FE

Số xy lanh

4 xy lanh, thẳng hàng
V = 1497(cm3)
DOHC 16,xu pháp
Dẫn động xích
ε = 10,5
D = 75 (mm)
S = 84,7 (mm)
Me = 144 (N.m) ở
4400 vòng /phút
Ne= 107 mã lực ở

Dung tích xi lanh
Cơ cấu phối khí
Tỉ số nén
Đường kính xi lanh
Hành trình piston
Momen xoắn cực đại
Công suất động cơ

Thời
điểm phối khí

Mở

6000 vòng /phút
- 7º-33º BTDC

đóng

52º-12º ABDC

Mở

34º BBDC

đóng

2ºATDC

Nạp

Xả

Chỉ số ốc tan của nhiên liệu

91 hay hơn

Bảng 1.1 Thông số cơ bản của động cơ 1NZ- FE

1.3.

Tổng quan về hệ thống bôi trơn động cơ đốt trong

1.3.1. Nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn còn có nhiệm vụ chính là đưa dầu đến các mặt ma sát,
đồng thời lọc sạch những tạp chất lẫn trong dầu nhờn khi dầu nhờn tẩy rửa


8
các bề mặt ma sát này và làm mát dầu nhờn để đảm bảo tính năng hoá lý của

nó. Ngoài ra dầu nhờn còn bảo vệ các chi tiết trong động cơ không bị ôxi hoá.
Bên cạnh những nhiệm vụ chính đó, hệ thống bôi trơn còn có các nhiệm
vụ sau:
- Bôi trơn các bề mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát: Trong trường
hợp này, dầu nhờn đóng vai trò là chất liệu trung gian đệm vào giữa các bề
mặt ma sát có chuyển động tương đối với nhau, làm cho các bề mặt ma sát
tiếp xúc gián tiếp với nhau. Việc tránh được sự tiếp xúc trực tiếp giữa các bề
mặt ma sát sẽ làm giảm được sự mài mòn, sự va đập nhờ đó tăng tuổi thọ cho
chi tiết…
- Làm mát ổ trục: Sau một thời gian làm việc, một phần nhiệt sinh ra từ
quá trình cháy, do ma sát sẽ chuyển thành nhiệt năng. Nhiệt năng này làm
nhiệt độ của ổ trục tăng lên cao. Nếu không có dầu nhờn, các bề mặt ma sát
nóng dần lên quá một nhiệt độ giới hạn cho phép, sẽ làm nóng chảy các hợp
kim chống mài mòn, bong tróc, cong vênh chi tiết...Và dầu nhờn trong trường
hợp này đóng vai trò chất lỏng làm mát ổ trục, tản nhiệt do ma sát gây ra khỏi
ổ trục, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thường của ổ trục. So với nước tuy
rằng dầu nhờn có nhiệt hoá hơi chỉ khoảng là 40 ÷ 70kcal/kg, trong khi đó
nhiệt độ hoá hơi của nước là 590kcal/kg, và khả năng dẫn nhiệt của dầu nhờn
cũng rất nhỏ 0.0005Cal/0c.g.s, trong khi đó của nước là 0.0015cal/0c.g.s, nghĩa
là khả năng thu- thoát nhiệt của dầu nhờn là rất thấp so với nước, thế nhưng
nước không thể thay thế được chức năng của dầu nhờn, do còn phụ thuộc vào
một số đặc tính lý hoá khác. Vì lý do đó, để dầu nhờn phát huy được tác dụng
làm mát các mặt ma sát, đòi hỏi bơm dầu nhờn của hệ thống bôi trơn phải
cung cấp cho các bề mặt ma sát một lượng dầu đủ lớn.
- Tẩy rửa mặt ma sát: Trong khi làm việc, các bề mặt ma sát cọ xát vào
nhau gây ra mài mòn, sự lọt khí xuống cacte, tróc, xước...hạt kim loại rơi ra
bám trên mặt ma sát. Do đó, khi đi bôi trơn, dầu nhờn chảy qua các bề mặt ma
sát sẽ cuốn theo các tạp chất bám trên bề mặt ma sát. Nhờ vậy đảm bảo được

9
cho bề mặt ma sát luôn sạch sẽ, tránh được hiện tượng mài mòn sinh ra do tạp
chất cơ học.
- Bao kín khe hở giữa pittông- xilanh, xécmăng- pittông : Nhờ một phần
vào dầu nhờn mà khả năng lọt khí qua các khe hở này được giảm xuống.
- Chống oxy hóa (tạo gỉ) : trên các bề mặt nhờ nhờ các chất phụ gia có
trong dầu.
- Rút ngắn quá tình chạy rà động cơ : như đã nói trên,khi chạy rà động
cơ phải dùng dầu bôi trơn có độ nhớt thấp, ngoài ra dầu còn pha các phụ gia
đặc biệt, có tác dụng làm mềm tổ chức tế vi kim loại một lớp rất mỏng trên bề
mặt chi tiết do đó các chi tiết nhanh chóng rà khít với nhau, rút ngắn thời gian
và chi phí chạy rà.
1.3.2. Yêu cầu
Việc thực hiện nghiêm túc chế độ dầu mỡ bôi trơn nhằm giảm tới mức
tối đa những hư hỏng sinh ra do ma sát giữa các bề mặt làm việc của các chi
tiết . Yêu cầu cơ bản của hệ thống bôi trơn là:
- Bôi trơn tốt các bề mặt ma sát, bảo vệ cho bề mặt kim loại
- Tẩy rửa đi các hạt kim loại bong ra trong quá trình ma sát, nhằm giúp
làm kín giữa các piston và xilanh ngoài ra còn tạo thêm dầu giữa các bề mặt
ma sát để tránh mài mòn và tránh va đập trong động cơ khi động cơ làm việc
và làm mát động cơ, giúp cho động cơ làm việc tốt hơn và đảm bảo cho động
cơ làm việc ở nhiệt độ cho phép.
- Nhiệt độ dầu bôi trơn khoảng 80÷160 nếu lớn hơn nhiệt độ trên dầu sẽ
bốc cháy.Nhưng nếu dầu bôi trơn làm mát nhiều quá thì sẽ làm mất hiệu suất
nhiệt của động cơ.
- Yêu cầu công suất động cơ trong hệ thống bôi trơn không được vượt
quá 3÷5%, dầu bôi trơn để tìm, dễ thay thế, thời gian sử dụng lâu dài.
- Làm mát các bề mặt ma sát và làm mát dầu nhờn để đảm bảo tính năng
lý, hóa.

10
1.3.3. Thông số sử dụng và tính chất của dầu bôi trơn
Tính chất quan trọng nhất liên quan đến chất lượng dầu bôi trơn là độ
nhớt của nó. Mỗi loại động cơ yêu cầu dầu bôi trơn có một độ nhớt nhất định,
phù hợp với điều kiện làm việc của động cơ. Nếu dầu quá nhớt (dầu quá đặc)
thường khó lưu động trong hệ thống bôi trơn. Nên trong giai đoạn khởi động
động cơ, dầu khó đến được tất cả các bề mặt làm việc của chi tiết đặc biệt là
các bề mặt ma sát ở xa bơm dầu. Do đó một số bề mặt ma sát có thể thiếu dầu
khi khởi động dẫn đến nhanh bị mài mòn, nhanh hỏng.Ngược lại dầu có độ
nhớt quá nhỏ hoạc dầu quá loảng thì rể bị chèn ép ra khỏi bề mặt ma sát khi
chịu tải lớn nên bề mặt ma sát rể bị ma sát khô và mòn nhanh.
Các loại dầu bôi trơn thường có ký hiệu và chỉ số trên bao bì thể hiện
tính năng và phạm vi sử dụng của chúng. Hiện nay các chỉ số của dầu chủ yếu
dựa trên tiêu chuẩn của các tổ chức Hoa Kỳ.Có 2 thông số quan trọng để đánh
giá đó là chỉ số SAE và chỉ số API.
- Chỉ số SAE (Society of Automobile Engineers) ban hành tháng 6 năm
1989 là chỉ số phân loại theo độ nhớt 100 0C và 180C của hiệp hội kỹ sư Hoa
Kỳ. Tại một nhiệt độ nhất định chỉ số SAE lớn nghĩa là độ nhớt cao và ngược
lại. Chỉ số SAE cho biết cấp độ nhớt chia thành 2 loại:
+ Loại đơn cấp
Là loại chỉ có 1 chỉ số độ nhớt dùng cho mùa đông hoạc các mùa khác
dầu dung cho mùa đông có ký hiệu chỉ số độ nhớt và thêm chữ W trên cơ sở
nhiệt độ thấp 18ºc, ví dụ: SAE 5W, SAE 10W , SAE 15W, SAE 20W VÀ
SAE 25W.Dầu dung cho các mùa khác thì trong chỉ số độ nhớt không có chữ
W và dựa trên cơ sở độ nhớt ở 100ºC ví dụ :SAE20,SAE 30..
+Loại đa cấp hay đa độ nhớt
Là lại có hai chỉ số nhớt ở nhiệt độ thấp và cao ví dụ : SAE-20W/50;
SAE-10W/40…Ví dụ SAE-20W/50 ở nhiệt độ thấp có cấp độ nhớt giống như
loại đơn cấp SAE-50. Dầu có chỉ số nhớt đa cấp có phạm vi môi trường sử

dụng rộng hơn so với dầu đơn cấp. ví dụ dầu nhớt đơn cấp SAE-40 dùng cho


11
môi trường có nhiệt độ từ 26 0C đến 420C trong khi dầu nhớt đa cấp SAE20W/50 có thể sử dụng ở môi trường nhiệt độ thay đổi từ 0 0C đến 400C. Dầu
thường sử dụng ở nước ta là loại SAE 20W-40.
- Chỉ số API (American Petroleum Institute) là chỉ số đánh giá chất
lượng dầu nhớt của viện hóa dầu Hoa Kỳ. Chỉ số API cho biết cấp chất lượng
dầu nhớt theo chủng loại động cơ. Người ta phân thành 2 loại :
+Dầu chuyên dụng: Là loại dầu chỉ dùng cho một trong hai động cơ là
xăng hoặc Diesel, dầu dung cho động cơ xăng có ký hiệu S và một chữ tiếp
theo thể hiện cấp độ chất lượng từ A đến H .Dầu dung cho động cơ diesel có
ký hiệu là C và một chử tiếp theo thể hiện cấp độ từ A đến F
+Dầu đa dụng: Là loại dầu bôi trơn có thể dùng cho cả động cơ xăng và
Diesel.
1.3.4. Các phương án bôi trơn trên động cơ ô tô
Trong động cơ đốt trong, có nhiều bề mặt chuyển động tương đối với
nhau tạo thành từng cặp như trục khuỷu - đầu to thanh truyền, chốt pittông đầu nhỏ thanh truyền, pittông- xylanh, các cặp bánh răng....
Kết cấu các cặp chi tiết, số lượng, cách bố trí trong mỗi động cơ khác
nhau. Do vậy, để cung cấp đủ dầu nhờn một cách liên tục đến các bề mặt ma
sát của chi tiết máy khi làm việc có chuyển động tương đối của động cơ, ta có
thể lựa chọn những phương án bôi trơn, cách bố trí hệ thống bôi trơn khác
nhau.
Lựa chọn phương án bôi trơn cho các cụm chi tiết nào là phải dựa vào
tính năng tốc độ, công suất, mức phụ tải tác dụng lên ổ trục, công dụng của
động cơ. Mỗi phương án bôi trơn đều có ưu, nhược điểm riêng nên ta phải
dựa vào các yêu cầu cụ thể và điều kiện làm việc của động cơ mà lựa chọn
cho hợp lý.
1.3.4.1.
a.

Bôi trơn bằng phương pháp vung té dầu

Sơ đồ nguyên lý hoạt động


12

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý bôi trơn bằng phương pháp vung té dầu
123456-

Bánh lệch tâm;
Piston bom dầu;
Thân bơm;
Cácte;
Ðiểm tựa;
Máng dầu phụ

7-Thanh truyền có thìa hắt dầu
a- Bôi trơn vung té trong động
cơ nằm ngang;
b- Bôi trơn vung té trong động
cơ đứng;
c- Bôi trơn vung té có bơm
dầu đơn giản.


13
b.

Nguyên lý làm việc
Khi động cơ làm việc, các chi tiết chuyển động như trục khuỷu thanh

truyền, bánh răng…sẽ vung té dầu lên các bề mặt chi tiết cần bôi trơn như,
vách xy lanh, các cam…ngoài ra một phần dầu vung té ở dạng xương mù rơi
vào hay đọng bám ở kết cấu hứng dầu của các chi tiết khác cần bôi trơn, như
đầu nhỏ thanh truyền. Nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn vung té như
sau:
Dầu nhờn được chứa trong cacte (4) khi động cơ làm việc nhờ vào thìa
múc dầu lắp trên đầu to thanh truyền (7) múc hắt tung lên.
Nếu mức dầu trong cacte bố trí cách xa thìa múc thì hệ thống bôi trơn có
dùng thêm bơm dầu kết cấu đơn giản để bơm dầu lên máng dầu phụ (6), sau
đó dầu nhờn mới được hắt tung lên. Cứ mỗi vòng quay của trục khuỷu thìa
hắt dầu múc dầu lên một lần. Các hạt dầu vung té ra bên trong khoảng không
gian của các te sẽ rơi tự do xuống các mặt ma sát của ổ trục. Ðể đảm bảo cho
các ổ trục không bị thiếu dầu, trên các vách ngăn bên trên ổ trục thường có
các gân hứng dầu khi dầu tung lên.
-Ưu, nhược điểm:
+ Ưu điểm:
Kết cấu của hệ thống bôi trơn rất đơn giản, dễ bố trí.
+ Nhược điểm:
Phương án bôi trơn này rất lạc hậu, không đảm bảo lưu lượng dầu bôi
trơn của ổ trục, tuổi thọ dầu giảm nhanh, cuờng độ dầu bôi trơn không ổn
định nên ít dùng.
- Phạm vi sử dụng:
Hiện nay, phương án này chỉ còn tồn tại trong những động cơ kiểu củ,
công suất nhỏ và tốc độ thấp.
Thuờng dùng trong động cơ một xilanh kiểu xilanh nằm ngang có kết
cấu đơn giản như: T62, W1105...hoặc một trong vài loại động cơ một xilanh,

14
kiểu đứng kết hợp bôi trơn vung té dầu với bôi trơn bằng cách nhỏ dầu tự
động như động cơ Becna, Slavia kiểu củ...
1.3.4.2.

Phương án bôi trơn cưỡng bức

Trong các động cơ đốt trong hiện nay, gần như tất cả đều dùng phương
án bôi trơn cưỡng bức, dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn từ nơi chứa dầu,
được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định cần
thiết, gần như đảm bảo tốt tất cả các yêu cầu về bôi trơn, làm mát và tẩy rửa
các bề mặt ma sát ổ trục của hệ thống bôi trơn.
Hệ thống bôi trơn cưỡng bức của động cơ nói chung bao gồm các thiết
bị cơ bản sau: Thùng chứa dầu hoặc cácte, bơm dầu, bầu lọc thô, bầu lọc tinh,
két làm mát dầu nhờn, các đường ống dẫn dầu, đồng hồ báo áp suất và đồng
hồ báo nhiệt độ của dầu nhờn, ngoài ra còn có các van.
Tuỳ theo vị trí chứa dầu nhờn, người ta phân hệ thống bôi trơn cưỡng
bức thành hai loại: Hệ thống bôi trơn cacte ướt (dầu chứa trong cacte) và hệ
thống bôi trơn cacte khô (dầu chứa trong thùng dầu bên ngoài cacte). Căn cứ
vào hình thức lọc, hệ thống bôi trơn cưỡng bức lại phân thành hai loại: Hệ
thống bôi trơn dùng lọc thấm và hệ thống bôi trơn dùng lọc ly tâm (toàn phần
và không toàn phần)...Ta lần lượt khảo sát từng loại như sau:
a.

Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt
•Sơ đồ nguyên lý làm việc


15

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cacte
uớt.
1- Phao hút dầu;
2- Bơm dầu nhờn;
3- Lọc thô;
4- Trục khuỷu;
5- Ðường dầu lên chốt khuỷu;
6- Ðuờng dầu chính;
7- Ổ trục cam;
8- Ðuờng dầu lên chốt piston;
9- lỗ phun dầu

•

10- Bầu lọc tinh;
11- Két làm mát dầu;
12- Thước thăm dầu;
13- Ðường dẫn dầu.
a- Van an toàn của bơm dầu;
b- Van an toàn của lọc thô;
c- Van khống chế dầu qua két làm
mát;
T-Ðồng hồ nhiệt độ dầu nhờn;
M-Ðồng hồ áp suất.

Nguyên lý làm việc

Dầu nhờn chứa trong các te được bơm dầu 2 hút qua phao hút dầu 1(vị
trí hút nằm lơ lững ở mặt thoáng của dầu để hút được dầu sạch và không cho

lọt bọt sau đó dầu đi qua lọc thô 3, khi đi qua bầu lọc thô, dầu được lọc sạch
sơ bộ các tạp chất cơ học có kích cỡ các hạt lớn, tiếp theo đó dầu nhờn được
đẩy vào đường dầu chính để chảy đến các ổ trục khuỷu, ổ trục cam,... Ðường
dầu 5 trong trục khuỷu đưa dầu bôi trơn ở chốt, ở đầu to thanh truyền rồi theo
đuờng dầu 8 lên bôi trơn chốt piston.


16
Nếu như không có đường dầu trên thanh truyền thì đầu nhỏ trên thanh
truyền phải chứng dầu. Trên đuờng dầu chính còn có các đường dầu 13 đưa
dầu đi bôi trơn các cấu phối khí... Một phần dầu (khoảng 15 ÷ 20% luợng dầu
bôi trơn do bơm dầu cấp ) đi qua bầu lọc tinh 10 rồi trở về lại cácte.
Bầu lọc tinh có thể được lắp gần lọc thô hoặc để xa bầu lọc thô, nhưng
bao giờ củng lắp theo mạch rẽ so với bầu lọc Ðồng hồ M báo áp suất và đồng
hồ T báo nhiệt độ của dầu nhờn.Khi nhiệt độ của dầu bôi trơn lên cao quá
80ºC, vì do độ nhớt giảm sút, van diều khiển C sẽ mở để dầu nhờn đi qua két
làm mát dầu nhờn 11. Sau một thời gian làm việc lọc thô có thể bị tắt do quá
tải, van an toàn D của bầu lọc thô được dầu nhờn đẩy ra, dầu lúc này không
thể qua bầu lọc thô mà trực tiếp đi vào đường dầu chính 6.đảm bảo áp suất
dầu bôi trơn có trị số không đổi trên cả hệ thống, trên hệ thống bôi trơn có lắp
van an toàn( a).
Ngoài việc bôi trơn các bộ phận trên, để bôi trơn các bề mặt làm việc xi
lanh, piston...nguời ta kết hợp tận dụng dầu vung ra khỏi ổ đầu to thanh
truyền trong quá trình làm việc ở một số ít động cơ, trên đầu to thanh truyền
khoan một lỗ nhỏ phun dầu về phía trục cam tăng chất lượng bôi trơn cho trục
cam và xilanh.
- Ưu, nhược điểm:
+ Ưu diểm:
Cung cấp khá đầy đủ dầu bôi trơn cả về số lượng và chất lượng, độ tin
cậy làm việc của hệ thống bôi trơn tương đối cao.

+ Nhược diểm:
Do dùng các te ướt (chứa dầu trong các te ) nên khi động cơ làm việc ở
độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng. Vì vậy
lưu lượng dầu cung cấp sẽ không đảm bảo đúng yêu cầu.
- Phạm vi sử dụng:
Hầu hết các loại động cơ đốt trong ngày nay đều dùng phương án bôi
trơn cuỡng bức do dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến


17
các bề mặt ma sát duới một áp suất nhất định nên có thể đảm bảo yêu cầu bôi
trơn, làm mát và tẩy rửa mặt ma sát của ổ trục.
Nói chung hệ thống bôi trơn các te uớt thường dùng trên động cơ ôtô làm
việc trong địa hình tương đối bằng phẳng (vì ở loại này khi động cơ làm việc
ở độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng).
b.

Hệ thống bôi trơn các te khô
• Sơ đồ nguyên lý làm việc

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte khô
1- Phao hút dầu;
2- Bơm chuyển dầu nhờn;
3- Bầu lọc thô;
11-Két làm mát dầu
14-Thùng chứa dầu;
15-Bơm hút dầu từ cácte về thùng
chứa

a- Van an toàn của bơm;

b- Van an toàn của bầu lọc thô;
d-Van khống chế dầu qua két làm
mát;
M- Ðồng hồ ápsuất;
T- Ðồng hồ nhiệt độ dầu nhờn.


18

•Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý bôi trơn của hệ thống bôi trơn cacte khô giống nguyên lý
hoạt động của hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt nhưng chỉ khác là bôi
trơn cuỡng bức cacte ướt là ở trong hệ thống này có thêm hai bơm hút dầu từ
cacte về thùng chứa, sau đó bơm 2 mới chuyển dầu di bôi trơn.Trong hệ thống
bôi trơn cuỡng bức cacte uớt, nơi chứa dầu đi bôi trơn là cácte, còn ở đây là
thùng chứa dầu, van (d) thường mở.
- Ưu điểm
+ Cácte chỉ hứng và chứa dầu tạm thời, còn thùng dầu mới là nơi chứa
dầu để đi bôi trơn nên động cơ có thể làm việc ở độ nghiêng lớn mà không sợ
thiếu dầu, dầu được cung cấp đầy đủ và liên tục.
+ Cácte không sâu, động cơ thấp hơn, tuổi thọ của dầu được kéo dài nên
chu kỳ thay dầu bôi trơn củng dài hơn.
- Nhược điểm: kết cấu của hệ thống này rất phức tạp,vì hệ thống này có
thêm bơm chuyển.
- Phạm vi sử dụng: Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte khô thường dùng
trên các loại động cơ diezen dùng trên máy ủi đất, xe tăng, máy kéo, tàu
thuỷ...Trong một số động cơ tĩnh tại và tàu thuỷ, trên hệ thống bôi trơn còn bố
trí bơm tay hoặc bơm điện để cung cấp dầu nhờn đến các mặt ma sát và điền
đầy các đường ống dẫn trước khi khởi động cơ
Ngoài ra, để đảm bảo bôi trơn cho mặt làm việc của xilanh, hệ thống

bôi trơn của các loại động cơ này còn thường dùng van phân phối để cấp dầu
nhờn vào một số điểm chung quanh xi lanh, lỗ dầu thường khoan trên lót
xilanh.
1.3.4.3.

Bôi trơn bằng phương án pha dầu nhờn vào trong nhiên liệu

Phương án bôi trơn này chỉ dùng để bôi trơn các chi tiết máy của động
cơ xăng hai kỳ cỡ nhỏ, làm mát bằng không khí hoặc nước. Dầu nhờn được


19
pha vào trong xăng theo tỷ lệ

1
1
÷
thể tích. Đối với một số động cơ cỡ nhỏ
20 25

của Đức, Tiệp thường pha dầu nhờn với tỷ lệ ít hơn, thường vào khoảng
1
1
÷ . Hỗn hợp của dầu nhờn và xăng đi qua bộ chế hoà khí, được xé nhỏ
30 33

cùng với không khí tạo thành khí hổn hợp. Khí hỗn hợp này được nạp vào
cácte của động cơ rồi theo lỗ quét đi vào xilanh. Trong quá trình này, các hạt
dầu nhờn lẩn trong khí hỗn hợp ngưng đọng bám trên bề mặt các chi tiết máy
để bôi trơn các mặt ma sát.

Cách bôi trơn này thực tế không cần hệ thống bôi trơn, thực hiện việc
bôi trơn các chi tiết máy rất đơn giản, dễ dàng nhưng do dầu nhờn theo khí
hỗn hợp vào buồng cháy nên dễ tạo thành muội than bám trên đỉnh piston,
pha càng nhiều dầu nhờn, trong buồng cháy càng nhiều muội than, làm cho
piston nhanh nóng, quá nóng, dể xảy ra hiện tượng cháy sớm, kích nổ và đoản
mạch do bụi bị bám bụi than. Ngược lại, pha ít dầu nhờn, bôi trơn kém, ma sát
lớn dễ làm cho piston bị bó kẹt trong xilanh. Phương án này rất đơn giản
nhưng lại nhiều nhược điểm. Ngày nay, người ta quan tâm nhiều về vấn đề
môi trường nên các loại động cơ này ít dùng và hệ thống bôi trơn kiểu này
cũng không còn phổ biến.
Trong các phương án bôi trơn vừa nêu trên thì phương án bôi trơn các te
ướt là phương án đang được sử dụng trên xe Toyota vios, phương án bôi trơn
này bôi trơn khá đầy đủ cả về số lượng và chất lượng, dưới một áp suất ổn
định.


20
CHƯƠNG 2.
SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG BÔI
TRƠN CỦA ĐỘNG CƠ XE TOYOTA VIOS 1.5G 2007
2.1.

Khái quát chung
Hệ thống bôi trơn trên xe Toyota Vios 1.5G 2007 là hệ thống bôi trơn

cưỡng bức, tuần hoàn kín, dầu đi bôi trơn cho tất cả các chi tiết trong động cơ.
Ở động cơ 1NZ-FE không có két làm mát. Sau đây là sơ đồ mạch dầu đi bôi
trơn động cơ:

21

Bảng 2.1 Sơ đồ đường mach dầu đi bôi trơn động cơ 1NZ-FE
trên xe Toyota vios
2.2.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn xe

Toyota vios 1.5G 2007
a.

Sơ đồ nguyên lý hệ thống bôi trơn động cơ
Hệ thống bôi trơn lắp trên động cơ 1NZ-FE là loại hệ thống bôi trơn

cưỡng bức cácte ướt và bôi trơn vung té dầu.


22

9

11

10

12
7

8

6

13

14

4
5
3
15

16

T
2

1

A

Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý họat động hệ thống bôi trơn trên xe Toyota vios
1- Hộp Cácte;
2- Lưới loc;
3- Bơmdầu;
4- Van an toàn;
5- Lọc dầu;
6- Van an toàn;
7- Đồng hồ đo áp suất;
8- Trục khuỷu ;
9- Piston;

10- trục cam
b.
Nguyên lý làm việc

11-Dàn cò mổ ;
12- xupap;
13- Thăm dầu;
14-ống đổ dầu,
15-Van hằng nhiệt;
16-kết làm mát dầu,
a- Đường nước vào kết,
b- Đường nước ra két ;
T –Đồng hồ đo nhiệt độ dầu bôi
trơn

Dầu bôi trơn chứa trong các te 1 được bơm dầu 3 hút qua phểu hút và
lưới lọc 2 đi vào bâu lọc 5 qua lọc,trên bơm dầu có van một chiều 4 đóng vai
trò van an toàn,trên đường dầu chính có đồng hồ chỉ thị áp suất dầu 7, dầu sau
khi đi qua bầu lọc đi theo đường dầu chính,trên đường dầu chính có các


23
đường dầu dẫn đi bôi trơn cho trục khuỷu 8,vá các cơ cấu trục khuỷu thanh
truyên, trục cam 10, dàn cò mổ 11 vá các chi tiết liên quan . Dầu bôi trơn cho
các chi tiết này sẽ rơi xuống cacte, kết hợp vơi bôi trơn cưỡng bức, các chi tiết
khác còn được bôi trơn bằng cách vung té nhờ sự chuyển động của các chi tiết
chuyển động, nhờ đặc điểm này dầu bôi trơn còn có khả năng cuốn các mạt
kim loại và chuyển chúng về cacte hoặc lọc dầu. Còn lượng dầu còn lại sau
khi đi bôi trơn theo đường dầu chính chở về cacte 1 dầu này nằm trong
khoảng (15 ÷ 30%). Trên đường dầu chính có nhánh đi tới két làm mát dầu 16

sau khi đi qua két thì chở về cacte,ngoài ra hệ thống còn có thước thăm dầu
13 và ống bổ xung dầu 14.
Trong truờng hợp bơm dầu 3 làm việc với áp suất quá cao (có hiện tuợng
bị tắc đường ống) đề phòng ống dầu bị vỡ, van an toàn 4 mở (áp suất mở van

cao hơn 6,0 kg/c

) dầu bôi trơn sẽ thoát trở về thùng cacte.

Trong truờng hợp bầu lọc 5 bị bẩn, tắc, dầu đi bôi trơn sẽ bị thiếu. Ðể
đảm bảo đủ dầu bôi trơn cho hệ thống thì van 6 sẽ mở (khi áp suất lớn hơn
2,5kg/cm²) cho dầu đi thẳng vào các đường dầu chính.
Trước bộ làm mát có van hằng nhiệt 15 khi động cơ mới khởi động ,
dầu bị lạnh đặc lại thì van 15 đóng đường dầu không cho đi qua bộ làm mát
và chạy trực tiếp đến bầu lọc. Còn khi động cơ hoạt động, khi nhiệt độ dầu
bôi trơn cao hơn 85ºC do độ nhớt giảm sút,thì van (15) mở đường dầu qua các
đuờng ống làm mát của bộ làm mát 16 và đi về cácte.(Bộ làm mát ở động cơ
1NZ-FE không có,đây chỉ vẽ thêm để biết nguyên lý hoạt động).


24

2.2.1. Bôi trơn trục khuỷu- thanh truyền
a.

Trục khuỷu
Trục khuỷu là một trong những chi tiết máy quan trọng nhất, cường độ

làm việc lớn nhất của động cơ đốt trong.
Công dụng của trục khuỷu là tiếp nhận lực tác dụng trên piston truyền

qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động
quay của trục khuỷu để đưa công suất ra ngoài (dẫn động các máy công tác
khác) trạng thái làm việc của trục khuỷu rất nặng.
Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chiệu tác dụng của lực khí thể, lực
quán tính (quán tính chuyển động tịnh tiến và quán tính chuyển động quay )
những lực này có giá tri rất lớn thay đổi theo chu kỳ nhất định nên có tính
chất va đập rất mạnh , ngoài các tác dụng nói trên còn gây ra hao mòn lớn trên
các bề mặt ma sát của cổ khuỷu và chốt khuỷu. Tuổi thọ của khuỷu trục thanh
truyền chủ yếu phụ thuộc vào tuổi thọ của trục khuỷu , Có sức bền lớn, độ
cứng vững, trọng lượng nhỏ và ít mòn,có độ chính xác không xảy ra hiện
tượng giao động , kết cấu trục khuỷu phải đảm bảo tính cân bằng và tính đồng
đều, để chế tạo. Đó là nói chung cho đông cơ .
Trục khuỷu của động cơ 1 NF-FE được chế tạo thành một khối liền , vật
liệu chế tạo bằng thép các bon có thành phần các bon trung bình như các loại
thép 40÷50 ,cổ trục khuỷu được gia công và sử lý bề mặt có độ cứng và độ
bóng cao.Đường kính cổ khuỷu chế tạo trong khoảng 46000-46,012 mm ,
đường kính cổ biên được chế tạo trong khoảng 39,992-40,000 mm


25

2

3

1

4

Hình 2.2. Kết cấu trục khuỷu.

1- Đầu trục khuỷu để lắp bánh răng ;
2- Cổ trục khuỷu;
3- Cổ biên;
b.

4-Phần đuôi trục khuỷu để lắp bánh đà
Thanh truyền
Thanh truyền là chi tiết nối piston với trục khuỷu hoạc guốc trượt với các

piston (trong động cơ tỉnh tải tốc độ thấp) ,nó có tác dụng truyền lực tác dụng
trên piston xuống trục khuỷu. Khi động cơ làm việc thanh thanh truyền chiệu
tác dụng của các lực sau.
- Lực khí thể trong xi lanh.
- Lực quán tính chuyển động tịnh tiến của nhóm piston.
- Lực quán tính của thanh truyền.
Đó là phần nói trung của thanh truyền trong động cơ,còn đối với động cơ
1 NZ- FE nói riêng cụ thể như sau.
Thanh truyền của động cơ 1 NZ- FE được chế tạo bằng thép các bon và
thép hợp kim thép các bon được dùng rất nhiều vì giá thành rẻ rể gia công,
đặc biệt gồm có các thành phần như Crom, Ni…tiết diện của thanh tuyền có
dạng chử I, trên đầu to thanh truyền có khoan lổ dầu bôi trơn xi lanh,bạc đầu
to thanh tuyền chế tạo hai nửa lắp ghép với nhau,nắp đầu to thanh truyền lắp